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二甲醚发动机及汽车的研究开发 和应用研究 西安交通大学能动学院汽车系 2006年6月 主要内容 1.背景 2.二甲醚作为民用燃料的研究 3.二甲醚发动机和汽车的研究 4.结论 1.背 景 1993起成为石油净进口国，现已成为世界上第 二大能源消费国。2004年我国石油进口达到1.2 亿吨(4百亿美元） 2010年我国石油需求总量将超过3.5亿吨，对外 依存度有可能达到50% 。 2020年我国石油需求总量将超过4亿吨，对外依 存度将有可能达到60% 。 1.背 景 我国高速发展的汽车工业 2004年汽车产量突破了507万辆 2005年超过600万辆 2010年预计1000万辆 目前汽车保有量已接近3000万辆，交通 能源消耗占石油总消耗量的30% 以上，与 此同时还造成了严重的环境污染。 1.背 景 面对近期日益飞升的国际油价，温家宝总理提出中 国可持续发展油气资源战略六项方针之一就是要积 极发展新能源和可再生能源，大力开发石油替代产 品，实现能源多元化。 胡锦涛总书记，温家宝总理，曾培炎副总理对在我 国发展石油替代燃料均有重要批示，“要组织专家论 证，从总体上提出开发方向和重点”，并提出将发展 石油替代燃料列入国家十一五科研发展规划 发展煤基燃料对中国这样一个油少煤多缺 气的大国具有重要意义。 DME(CH3OCH3)是目前世界上被普遍看好 的压燃式发动机超清洁燃料。它可以用作民 用、车用和燃汽轮机燃料替代LPG、柴油和 天然气。 2. 二甲醚作为民用燃料 二甲醚物性与LPG相似，可用作民用燃料， DME含氧34.8%，燃烧更干净，无残液。我 国LPG 目前年进口量达700万吨/年左右。 DME作为民用燃料可以减少LPG进口。 DME/LPG混合燃料用作民用燃料 DME/LPG完全互溶，20%DME与80%LPG互溶后的民用燃 料有以下优点： 1. 燃烧干净，无残液 2. DME的热值为LPG的60%，LPG罐中掺入20% 的DME后热 值降低8%，但原LPG罐中的5%-10%的残液会溶于DME中 而被DME带出参加燃烧，且燃烧效率有所提高，因而每罐 DME/LPG混合燃料的使用期比LPG单一燃料略长，替代比 可达到1：1。 3. LPG的售价为5200-5500元/吨。DME大规模生产时成本低， 存在较大的利润空间。 纯二甲醚作为民用燃料 山东久泰化工科技有限公司为发展二甲醚作 为民用燃料委托西安交通大学进行了民用灶 具量孔优化与排放检测对比试验。试验时以 6kg水提高50摄氏度时耗能、热效率、加热时 间作为对比的依据。 结论表明： DME热值低为LPG的60%左右，但完全燃烧所需空气量少， 为LPG的57.3%，因此为使燃用DME的灶具获得同样的发热 量，应适当增大量孔尺寸与二甲醚的供给量。 二甲醚的热效率比LPG高5%-7% 。 DME的化学计量比混合气的热值要比LPG高，火焰温度高， 加热速度快。 尽管二甲醚热效率高、无残液，但由于热值低，DME与LPG 的替代比为1.3：1左右。 DME的密度是LPG的1.3倍，因此同样的LPG罐可以多装1.3 倍重量的DME,它们在做民用燃料使用时，可以有同样的换 罐周期。 3.二甲醚发动机和汽车 二甲醚做为车用燃料的优点 •二甲醚的分子结构中无C-C键，只有C-O和C-H键，且含有 34.8%的氧，可明显改善CO、HC排放，实现无烟燃烧。 •二甲醚的十六烷值高于柴油，自燃温度低，滞燃期比柴油短，从 而导致发动机NOx排放与燃烧噪音比柴油低。 •二